METABOLISMUL ENERGETIC

Biofizica ca si stiinta a cunoscut o serie de etape de-a lungul timpulul.Un capitol important al acesteia a fost studierea si aprofundarea metabolismului energetic asupra organismului uman.

In secolul trecut aceasta abordare era una clasica si se credea ca raspunde la majoritatea problemelor pe care i-le pusese in fata practica.Exista o simpla legatura intre teorie si experiment.Astazi studierea metabolismului energetic  a zdruncinat din temelii vechile principii dar nu a fost total iconoclast cum pare ci a pastrat si dezvoltat vechile descoperiri, imbogatindu-le cu idei noi, punand vechiile idei in alt alumina.

Estimarea productiei si consumului de energie (metabolismul energetic) in timpul efortului fizic presupune determinarea energiei produse atat aerob cat si anaerob. Determinarea consumului de oxigen atat prin masurarea acestuia la nivelul plamanilor cat si prin inmultirea oxigenului extras din sange cu viteza the curgere a acestuia, este un bun indicator al productiei aerobe. Productia anaerobica de energie este in schimb mult mai dificil de masurat la nivelul intregului organism, dar poate fi destul de precis estimata in exercitiile care angreneaza grupe musculare izolate. Deficitul de oxigen poate fi folosit in aprecierea productiei anaerobe de energie in cadrul exercitiilor the intensitate submaximala si probabil in exersarea folosind grupe musculare izolate in timp ce pentru exercitiile maximale folosirea acestuia poate da valori gresite in ceea ce priveste productia anaerobe de energie. Masurarea debitului de oxigen nu poate fi folosita in determinarea contributiei energeticii anaerobe la productia totala de energie in timpul eforului fizic. Nu este o sarcina usoara sa investighezi viteza de producere si de consum a energiei in timpul efortului si de asemenea diferitele surse din care energia este furnizata pentru sustinerea acestuia. Dificultatea vine de la posibilitatile limitate de masurare precisa a producerii si consumului de energie in corpul omenesc in timpul exercitiului fizic.

Metabolismul energetic in muschi poate fi determinat fie printr-o abordare metabolica sau calorimetrica (Woledge 1998). Abordarea metabolica presupune insumarea energeticii aerobe si anaerobe, in timp ce calea calorimetrica consta in masurarea productiei de caldura a muschiului si rezistenta exterioara, incarcatura lucrului mecanic efectuat (i.e. rezistenta externa care determina intensitatea contractiei). In ce priveste abordarea metabolica, estimarea atat a diviziei aerobice cat si a celei anaerobice ale productiei totale de energie, poate fi facuta atat prin masurari directe cat si indirecte.

Organismul uman efectueaza lucrul mecanic si deci din punct de vedere termodinamic este o masina.Ce fel de masina este el?Masina termica nu poate fi datorita faptului ca lucreaza la temperatura constanta si o masina termica monoterma nu poate exista din cauza celor afirmate la cel de-al doilea principiu al termodinamicii.

Organismul uman este o masina chimica care functioneaza pe baza lucrului chimic furnizat de arderea glucozei , acizilor grosi si a aminoacizilor.

Pe baza lucrului chimic eliberat in aceste reactii amploarea reactiilor endergonice cuplate cu ele si care se incadreaza in organismul uman in doua mari categorii:reactii de sinteza a macromoleculelor necesare functionarii organismului(reactii anabolice) si reactii pentru pastrarea conditiilor de stationaritate in care functioneaaza organismul nostru pentru pastrarea conditiei de "steady state".

Entalpia libera eliberata in reactia intermediara sub forma de lucru chimic este utilizata in reactia endergonica de creere a unui stoc energetic sub forma de produsi macroergici de tip ATP.Reactiile biochimice sunt in general ireversibile si astfel lucrul chimic eliberat nu poate fi folosit integral.

Ce nu poate fi folosit,duce la incalzirea mediului de reactie si apoi eliberarea in mediul inconjurator sub forma de cantitate de caldura.

In momentul in care organizmul are nevoie de energie spoliaza stocul energetic inmagazinat sub forma de produsi de tip ATP. Putem defini deci doua randamente: primul in formarea stocului energetic sub forma de produsi ATP, si al doilea de utilizare a stocului energetic si randamentul global care este produsul celor doua randamente. Produsul celor doua randamente este randamentul global energetic al organismului care este cuprins intre 20-25% valoare care depinde de reactiile luate in consideratie.

In toate cazurile lucrul mecanic neutilizat duce la creterea energei interne a organismului(sistemului) care pentru a-si pastra temperatura constanta cedeaza caldura mediului inconjurator.Caldura cedata de organismul nostru este o forma de energie pe care noi nu o putem utiliza.Un alt lucru care trebuie amintit este energia de activare a unei reactii chimice sau biochimice.